Model połączenia skurczowo-rozprężnego tulei z nieprzelotowym cylindrem silnika spalinowego

• Autorzy: Michalski J. , Woś P.

Warianty tytułu

EN

Model of compression-expansion joint of liner with blind cylinder case in combustion engine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono rozwiązanie analityczne i numeryczne połączenia skurczowo-rozprężnego tulei cylindrowej z kadłubem - nieprzelotowym cylindrem silnika spalinowego chłodzonego powietrzem FRANKLIN PZL-F 4A-235-B31. Rozpatrywano połączenia dwu wariantów tulei cylindrowych o odmiennej grubości ścianki. Analizowano płaski stan naprężenia z teorii sprężystości, tzw. zadanie Lame'go, metodą analityczną. Wyniki porównano z obliczeniami numerycznymi metodą elementów skończonych w systemie PATRAN. Rozpatrywano model osiowo-symetryczny i płaski z elementami kontaktowymi płaskimi. Charakterystyki materiałowe dla tulei z żeliwa szarego i kadłuba cylindra z żaroodpornego stopu aluminium wyznaczono doświadczalnie. W wyniku obliczeń uzyskano stan wytężenia tulei cylindrowej i kadłuba cylindra oraz dyslokacji tych elementów.

EN

The analytical and numerical solving of compression-expansion joint of the cylinder liner with the blind cylinder case for the air-cooled engine FRANKLIN PZL-F 4A-235-B31 is presented. Two cylinder liners varied with wall thickness were taken into consideration. A planar stress state was analytically analyzed by Lame theory of elasticity. The results were compared with numerical solution, which has been done by FEA using PATRAN system. An axial-symmetrical and planar model with flat contact elements was analyzed. Material characteristics for the liners made of grey cast iron and for cylinder case made of heat-resisting aluminum alloy were determined experimentally. As a result, the stress and dislocations patterns for these elements were obtained.

Słowa kluczowe

PL

połączenie skurczowo-rozprężne; cylinder silnika; stan wytężenia cylindra; model analityczny naprężeń; metoda elementów skończonych (MES)

EN

compression-expansion joint; engine cylinder device; cylinder stress pattern; analytical stress model; finite element analysis (FEA)

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 50, nr 3
• Opis fizyczny: Pełny tekst na DVD, Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Michalski J.

autor

Woś P.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej

Bibliografia

• [1] Wiśniewski T.S.: Badanie procesów wymiany ciepła w wybranych elementach silników tłokowych. Prace Naukowe "Mechanika", z. 203, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2004.
• [2] Zienkiewicz O.C.: The Finite Element Method, 3rd ed., McGraw Hill 1977.
• [3] Godzimirski J.: Zastosowanie MES do analizy wytrzymałości połączeń kolejowych. Biuletyn WAT, Wydawnictwo Wojskowej Akademii Technicznej, Warszawa 2004, 147-157.
• [4] Jachimowicz J., Wawrzyniak A.: Zastosowanie MES w zagadnieniach kontaktu elementów maszyn. Prace Instytutu Podstaw Budowy Maszyn Politechniki Warszawskiej, z. 19, Warszawa 1999.
• [5] Skrobol A.: Modelowanie połączeń wciskowych za pomocą MES. Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie, Nr 12 (27), 40-45, 2009.
• [6] Cisek Z., Kunysz J., Lejda K., Michalski J., Pawlus P., Mieszek M., Ustrzycki A., Zając P.: Opracowanie technologii wykonywania cylindrów zapewniającej optymalne parametry eksploatacyjne silnika tłokowego. Sprawozdanie z umowy U-4684/C, podmiot zainteresowany Politechnika Rzeszowska, etapy I VIII odpowiednio w latach 1996-1998. Projekt celowy Nr 7 T07D 009 95C/2731 wykonawca Wytwórnia Sprzętu Komunikacyjnego 'PZL-Rzeszów' Spółka Akcyjna.
• [7] Osiński Z. (red.): Podstawy konstrukcji maszyn. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.
• [8] Witkowski J.: Połączenia rozłączne. [W]: Bijak-Łochowski, Diertich M. (red.), Kacperski T., Stupnicki J., Szala J., Witkowski J.: Podstawy konstrukcji maszyn, tom 2, wyd. 3, dodruk do trzeciego wydania z 1999 roku, WNT, Warszawa 2006.
• [9] Kosior A.: Wpływ parametrów wybranych połączeń z tarciem konstrukcyjnym na właściwości sprężysto-tłumiące układów mechanicznych. Prace Naukowe, Mechanika, Politechnika Warszawska, z. 209, Warszawa 2005.
• [10] Krukowski A., Tutaj J.: Połączenia odkształceniowe. PWN, Warszawa 1987.
• [11] Mydlarz J.: Niedoceniane połączenia skurczowe. Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie, Nr 9 (24), 14-20, 2009.
• [12] Matzke W.: Projektowanie kadłubów silników trakcyjnych. WKiŁ. Warszawa 1987.
• [13] Neyman A.: Fretting w elementach maszyn. Wydawnictwo Politechnik Gdańskiej, Gdańsk 2003.
• [14] Szczerek M. (red.); Wiśniewski M. (red.): Tribologia i tribotechnika. Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom 2000.
• [15] Mrówka-Nowotnik G.: Examination of intermetallic phases in AlCu4Ni2Mg2 aluminium alloy in T6 condition. Archives of Metallurgy and Materials, Vol. 55, No. 2, 489-497, 2010.
• [16] Podrzucki Cz.: Żeliwo, struktura, właściwości, zastosowanie, t. 1 i 2. Wydawnictwo ZG STOP, Kraków 1991.
• [17] Mucha J.: Finite element modeling and simulating of thermomechanic stress in thermocompression bondings. Materials and Design, Vol. 30, No. 4, 1174-1182, 2009.